觸發(fā)管在高壓開關(guān)電源保護電路中的應(yīng)用
在閉環(huán)條件下,若增益發(fā)生變化,驅(qū)動控制電路會在下一個開關(guān)周期開始對電路的占空比或頻率進行調(diào)整,這種調(diào)整過程可能持續(xù)好幾個開關(guān)周期。開關(guān)電源的穩(wěn)壓控制示意圖如圖3b所示。
圖3a中,工作點A的電壓增益為M1,對應(yīng)的負載條件為Q1。如果負載條件由Q1變?yōu)镼2(負載電流減小),在開環(huán)狀態(tài)下,工作點將從A點跳變到B點,電壓增益將明顯增加。但通過開關(guān)電源的反饋控制,f增加,使電路工作在C點,則增益仍保持M1不變。因此正常條件下,即使負載發(fā)生變化,也不會出現(xiàn)過壓問題。
但反饋電路的調(diào)整功能需要一定時間。調(diào)整速度首先與開關(guān)電源的工作頻率有關(guān),調(diào)整過程至少需要一個甚至多個完整的工作周期。另外信號從取樣到調(diào)整完成,中間有一定的延時。設(shè)調(diào)整時間TA=nTs+TD,Ts為開關(guān)信號的周期,TD為取樣到反饋的延時,n為調(diào)整所需開關(guān)周期數(shù)。
設(shè)從故障出現(xiàn)開始,電壓上升到安全門限的時間為TK。若TATK,電路故障能自動排除,不會出現(xiàn)危險。否則,若TA>TK,輸出端將會出現(xiàn)過壓,使負載和電源產(chǎn)生危險。
如圖4a所示,假設(shè)電路從A點開始出現(xiàn)故障,電壓開始上升,沿A→B→C→D的路徑發(fā)展。如果電路為開環(huán)狀態(tài),經(jīng)TK后將到達安全門限(圖中C點),使電路發(fā)生危險。如果電路為閉環(huán)狀態(tài),反饋控制電路經(jīng)過TA時間后,開始將電壓減小,并最終達到正常值。只要TATK,電路就不會出現(xiàn)危險。
但有些負載,如行波管,負載變化速度非???,以至于TKTA,在反饋電路起作用前,電壓已經(jīng)達到安全門限,并發(fā)生危險,如圖4b所示。
在此情況下,觸發(fā)管將很好地解決這個問題。觸發(fā)管擊穿速度非???,一般在納秒級。故障發(fā)生后,觸發(fā)管在遠小于TK的時間內(nèi)發(fā)生擊穿,使輸出電壓保持一個較低的電壓值,并保持到TA以后,如圖4b中A→E路徑。TA以后,開關(guān)電源的穩(wěn)壓控制功能開始起作用,將電壓下降到正常值,觸發(fā)管任務(wù)完成。選擇觸發(fā)管時,應(yīng)保證至少在TA時間內(nèi),觸發(fā)管可一直吸收電源能量而不會損壞。
5 觸發(fā)管保護功能的實驗驗證
實驗電路原理如圖5所示。實際行波管故障的發(fā)生具有不確定性,不便于實驗,在此用觸發(fā)管G2模擬行波管負載。該電路工作原理為:脈沖發(fā)生器產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖加到G2觸發(fā)極觸發(fā)G2導(dǎo)通,G2導(dǎo)通一次相當于發(fā)生了一次行波管高壓擊穿,G2導(dǎo)通后,C2通過G2,R3,R4形成放電回路,在R3上產(chǎn)生一個高壓脈沖觸發(fā)G1導(dǎo)通,G1導(dǎo)通后可迅速泄放C1上能量,保護行波管和電源不受損壞。
DIY機械鍵盤相關(guān)社區(qū):機械鍵盤DIY
評論